これらの水分は

Apr 10, 2024

空気から水を引き出す乾燥剤は、建物をより効率的に冷却するのに役立つ可能性があります

驚くべき材料のセットは、暑い日に電力網に過大な負担をかけない、より効率的なエアコンの製造に間もなく役立つ可能性がある。

世界中で猛暑の記録が破られ続けているため、空調用の電力需要は今後数十年間で3倍になると予想されており、国際エネルギー機関によると、2016年から2050年の間に約4,000テラワット時の増加、またはほぼ同額となる。 2022 年の米国の電力網全体としての電力需要。

そのため、より効率的なエアコンを開発する競争がますます緊急になっています。 既存の設計の改善に注力している企業もあれば、乾燥剤と呼ばれる材料を使用するまったく新しいシステムに注目している企業もあります。 これらのシステムは、極度の高温多湿の環境下でもより効率的に冷却できるため、送電網へのストレスが軽減されます。

一般的なエアコンは、冷媒を循環させて熱交換器を通して循環させ、室内の空気から熱を吸収して室外に放出することで室内空間を冷却します。 (ヒートポンプも同様に動作し、逆方向に動作するか、加熱と冷却の両方が可能な可逆システムで動作します。)

蒸気圧縮と呼ばれるそのアプローチは100年以上前からあり、基本設計はその発明以来あまり変わっていない、と非営利のエネルギーシンクタンクであるロッキーマウンテン研究所のカーボンフリー建築プログラムのマネージャーであるアンキット・カランキ氏は言う。 。 冷媒をポンプで送り出し、熱を外部に移動させるのに十分な圧縮には、特に温度が非常に高い場合に多くのエネルギーが必要です。

ヒートポンプは気候変動に対処し、コストを節約するのに役立ちます。 仕組みは次のとおりです。

蒸気圧縮システムは湿気と熱も同時に処理しますが、これがもう 1 つの欠点です。 カランキ氏によると、建物を快適に保つには低湿度環境を維持することが大きく関係しているが、エアコンは空気を冷却して湿気を取り除く必要がある。 湿気に対処するための指定されたシステムがなければ、建物はしばしば「過剰冷却」され、多大なエネルギー負担が追加される可能性があると彼は言います。

除湿と冷却に個別に取り組むシステムは、より少ないエネルギーで建物の温度を快適に保ち、さまざまな環境での柔軟性を高めることができます。 そして、まさにそれを実現するために乾燥剤に注目するスタートアップ企業が増えています。

乾燥剤は湿気を吸収する物質です。 新しい財布や靴に付属する小さなパケットに入っているシリカ ビーズは乾燥剤の一種で、世界中に輸送される製品を乾燥した状態に保つために設計されています。

他の種類の乾燥剤を既存のエアコン設計に追加すると、空気中の水分を吸収し、部屋を快適に保つために必要なエネルギーを削減できます。 2018 年に設立された MIT スピンアウト企業である Transaera は、有機金属フレームワークと呼ばれる一種の材料を使用するハイブリッド システムを開発しています。 トランスアエラの最高経営責任者（CEO）ソリン・グラマ氏によると、この材料を蒸気圧縮ベースのエアコンに追加することで、同社のシステムは平均的なモデルよりもエネルギー消費を35％削減できる可能性があるという。

しかし、他の企業は、従来のエアコンを完全に置き換える冷却システムに乾燥剤を使用することを検討しています。 たとえば、フロリダに本拠を置く新興企業 Blue Frontier は、液体乾燥剤を使用して冷却システムを構築しています。 重要な成分は靴のパッケージに含まれるシリカビーズとは異なりますが、比較は一般的なものです。「それはよくわかります」と同社の共同創設者兼最高技術責任者のマット・ティルマン氏は言います。

ブルー フロンティアの冷却技術は、小さなシリカ ビーズではなく、空気中の水分を引き出すことができるほど濃縮された塩溶液に依存しています。

Blue Frontier の冷却システムがどのように機能するかは次のとおりです。まず、空気の流れがチャネルを通過し、乾燥剤の薄い層の上を通過し、空気から湿気を取り除きます。 次に、乾燥した空気は蒸発冷却ステップを経て、空気の温度が下がります（基本的に汗が皮膚を冷やすのと同じです）。